中职 电动机结构与维修(3版)第三章电子教案 高教案

中职电动机结构与维修(3版)第三章电子教案高教案中职电动机结构与维修(3版)第三章电子教案高教案PAGE5中职电动机结构与维修(3版)第三章电子教案高教案第三章三相异步电动机的绕组本章教学提要知识要点：1.学会识读三相异步电动机单层定子绕组展开图和端部接线图。2.学会识读三相异步电动机双层定子绕组展开图。能力要点：能根据绕组展开图分析常见三相异步电动机的定子绕组的接线规律及嵌线规律。本章教学内容第一节绕组基本概念一、绕组、绕组展开图及三相绕组构成原则1．绕组、绕组展开图绕组是电动机的电路部分，一般绕组都是由多个线圈或线圈组按一定的方式联接构成的，这种的绕组基本元件是线圈。绕组的联线规律一般用绕组展开图来表示，设想把定子沿轴向切开并拉平，略去定子铁心部分，把槽中的线圈用一根单线表示，绘出的绕组平面原理图，就是绕组展开图。2．三相绕组构成原则（1）每相绕组每对磁极下按相带顺序U1-W2-V1-U2-W1-V2均匀分布；（2）绕组展开图中相邻相带电流参考方向相反；（3）同相绕组线圈之间应顺着电流参考方向连线；（4）线圈节距尽量短，以节省铜线。二、槽数和磁极数槽数就是铁心上线槽总数，用字母Ｚ表示。极数是每相绕组通电后所产生的磁极数，电动机的极数总是成对出现的，所以电动机的磁极数就是２p。三、极距和节距两个相邻磁极轴线之间的距离，称为极距，用字母Ｚ表示。极距的大小也可以用铁心上的线槽数表示，若定子总槽数为Ｚ，磁极数为２Ｐ的电动机，其极距为极距也可以用长度表示，若Ｄi为定子铁心内径，单位为mm，其极距为四、电角度若磁场在空间按正弦波分布，则经过Ｎ、Ｓ一对磁极，恰好相当于正弦曲线的一个周期，导体中所感生的正弦电势的变化亦为一个周期，变化一个周期即经过360°电角度，一对磁极占有的空间是360°电角度。因此电角度＝P×机械角度槽距角α，即相邻槽之间的电角度。五、每极每相槽数在三相电动机中，每个磁极所占槽数要均等地分给三相绕组，每一个极下每相所占的槽数，称为每极每相槽数，用字母q表示。六、相带所谓相带，就是每个极距内属于每相的槽所占有的区域，一般三相异步电动机中都采用60°相带的三相绕组。七、极相组一个磁极下属于同一相的q个绕组元件按一定方式连接而成的线圈组称为极相组。同一个极相组中所有线圈电流方向相同。八、显极式接线和隐极式接线电动机的定子绕组的连接方式分为显极式与隐极式两种。显极式接线是指同相相邻极相组按“尾接尾”、“头接头”相连接。其特点是相邻磁极的极相组中的电流方向相反，每相绕组的极相组数等于磁极数。隐极式接线是指同相相邻极相组按“尾接头”、“头接尾”相连接的接线。其特点是所有极相组中的电流方向相同。第二节三相异步电动机绕组的排列一、单层绕组单层绕组的每一个槽内只有一个线圈边，整个绕组的线圈数等于总槽数的一半。常用的单层绕组有同心式、链式、交叉式等。1．链式绕组现以Y-90L--4型三相异步电动机，定子槽数Ｚ＝24，极数２Ｐ＝４为例，说明定子单层链式绕组展开图的画法。（1）计算数据（2）绘制绕组展开图如图3-1所示。图3-1三相4极24槽电动机链式绕组（3）检查方法设Ｕ、Ｗ相电流为正、Ｖ相为负，设U1→U２、W1→W2、V1→V2的方向，看电流方向是否正确，或检查是否形成４个磁极。（4）端部接线规律、嵌线规律设线圈左边线头为头，右边为尾，根据绕组展开图可确定24槽4极三相异步电动机链式定子绕组端部接线规律为：头接头，尾结尾。24槽4极三相异步电动机链式定子绕组嵌线规律为：嵌一空一，吊2。（5）端部接线图根据上述定子绕组端部接线规律可画出U相绕组端部接线图如3-2所示：图3-2三相4极24槽电动机单层链式绕组2．同心式绕组现我们以Y-100L-2型三相异步电动机（定子槽数Ｚ＝24，同步转速n1＝3000转/分）为例，说明单层同心式绕组展开图的画法。（1）计算数据（２）绘制绕组展开图如图3-3和图3-4所示。（3）检查方法同心式绕组的特点是绕圈组中各线圈节距不等，各绕圈的轴线重合。优点是端接部分互相错开，重叠层数较小，便于布置、散热较好；缺点是线圈大小不等，绕线不方便。图3-3U相绕组图3-4三相2极24槽电动机单层同心式绕组（4）端部接线规律、嵌线规律根据绕组展开图可知：定子绕组嵌线规律为嵌二空二吊4。（5）端部接线图根据上述定子绕组端部接线规律可画出U相绕组端部接线图如3-5所示：图3-5三相2极24槽电动机单层同心式绕组3．交叉链式绕组现以Y-132S-4，定子槽数Ｚ＝36，极数2Ｐ＝４的电动机为例，说明定子单层交叉链式绕组展开图的画法。（１）计算数据（２）绘制绕组展开图如图3-6和图3-7所示。图3-6U相连接图图3-7三相４极36槽电动机单层交叉链式绕组（3）端部接线规律、嵌线规律设线圈左边线头为头，右边为尾，根据绕组展开图可确定36槽4极三相异步电动机交叉式定子绕组端部接线规律为：两个大线圈之间头尾相接，两个大线圈与小线圈之间为头接头、尾结尾。36槽4极三相异步电动机交叉式定子绕组嵌线规律为：嵌二空一，嵌一空2，吊3。（4）端部接线图根据上述定子绕组端部接线规律可画出端部接线图如图3-8所示。图3-8三相4极36槽电动机单层交叉式绕组二、双层绕组双层绕组是每个线圈内有上、下两条线圈边，每个线圈的一条边如果在某一个线槽的上层，另一边则放在相隔节距y的下层，整个绕组的线圈数等于槽数。双层绕组所有线圈尺寸相同，便于绕制，端接部分形状排列整齐，有利于散热和增强机械强度，并且可以灵活选择线圈的节距，以调整线圈各有效边的分布，改善磁场波形，提高电气性能，故双层绕组广泛应用于三相异步电动机中，常用的双层绕组有双层叠绕组、双层波绕组、分数槽绕组等。１．双层叠绕组现在我们以三相4极36槽三相异步电动机为例，来说明双层叠绕组展开图的画法。（１）计算数据节距y取7槽或8槽都可以，现我们取y＝８槽。（２）绘制绕组展开图如图3-9所示图3-9三相4极36槽双层叠绕组（a）U相绕组展开图（b）三相绕组展开图2．双层波绕组叠绕组线圈间联接线较长，在极数较多时，联接线就多。对于绕线式转子异步电动机的转子绕组，如联接线过多，就不易绑扎固定，同时重量也不易平衡。为了避免这个缺点，绕线转子中往往采用波绕组。波绕组的连接规律，是把所有同一极性（如Ｎ１、Ｎ２……）下属于同一相的线圈按一定的次序串联起来组成一组；再把所有另一极性（如N1、N2……）下属于同一相的线圈按一定的次序串联起来，组成另一组;最后把这两组线圈根据需要接成串联或并联，这样就构成了一相绕组。用同样的方法将另外两相联好。例如，把上面所分析的4极36槽y1＝8的定子绕组绕成波绕组，线圈应按下列次序联接。Ｕ相绕组展开图如图3-10所示。图3-10三相双层波绕线组（Z1